شیر برقی چیست؟ به همراه معرفی انواع، اجزا و کاربردهای آنها

چنانچه برای شما نیز این سوال مطرح شده است که شیر برقی چیست؟ تا انتهای این مطلب با ما همراه باشید تا به بررسی پاسخ این سوال بپردازیم.

شیر برقی چیست و نحوه عملکرد آن؟

شیر برقی همانطور که از نامش پیداست یک شیر کنترل کننده جریال سیال الکترومکانیک است که از طریق نیروی الکتریکی عمل می کند.

اجزای تشکیل دهنده شیر برقی عبارتند از:

• سلونوئید یا بوبین
• کویل
• هسته
• بدنه شیر
• ورودی شیر
• خروجی شیر
• میله فلزی شیر برقی
• قاب
• فنر

یکی از اجزای شیر برقی که در قسمت فوق به آن اشاره شد، بویین است. حال شاید برای شما این سوال مطرح شود که بوبین شیر برقی چیست و چه تاثیری در روند کار شیر برقی دارد؟

بوبین یا سلونوئید یکی از ترکیبات اصلی شیر برقی است که از یک کویل الکتریکی و هسته فرومغناطیسی متحرک در مرکز خود ساخته شده است، این ترکیبات قسمت سیم پیچ شیر برقی را تشکیل می دهند.

به همین دلیل به شیر برقی electric solenoid vale گفته می شود و بدون داشتن بوبین شیر برقی یک شیر معمولی است.

اجزای تشکیل دهنده سلونوئید عبارتند از قاب، سیم پیچ و سنبه ی فولادی، که قاب آن از ورود گرد و خاک و آب به داخل سلونوئید محافظت می کند.

به قسمت هسته داخل سلونوئید یا بوبین plunger یا پیستون می گویند که در حالت غیر فعال بودن شیر، همین پیستون در داخل دهانه کوچک شیر قرار گرفته و آن را می بندد.

جریان برق عبوری از کویل داخل بوبین تولید میدان مغناطیسی کرده و در نتیجه میدان مغناطیسی تولید شده مقداری نیرو یا فشار به پیستون اعمال می کند.

در این حالت پیستون در جهت مرکز سیم پیچ یا سلونوئید کشیده می شود تا حفره یا دهانه کوچک شیر باز شود. مراحل ذکر شده قائده اصلی باز و بسته شدن شیرهای سلونوئیدی یا برقی هستند.

همانطور که گفته شد، نحوه عملکرد شیر برقی از طریق کنترل جریان سیال به دو حالت کاملاً باز و کاملاً بسته صورت می گیرد.

از شیرهای برقی بیشتر در مواقعی استفاده می شود که بخواهیم با شیرهای دستی آن ها را تعویض کنیم، زیرا قابلیت مهم آن ها این است که از راه دور و یا با استفاده از ریموت قابل کنترل هستند.

وضعیت شیر برقی در حالت بسته به این صورت است که پیستون توسط فنر بر روی دهانه قرار گرفته و مانع از جریان سیال می شود.

اما به محض اینکه کویل داخل بوبین یا سلونوئید به جریان برق وصل شود، میدان مغناطیسی ایجاد شده در کویل سبب بالا بردن پیستون توسط فنر شده و مسیر برای حرکت سیال باز می شود.

با توجه به این توضیحات پاسخ این پرسش که شیر برقی آب چیست؟ کاملاً مشخص می شود، به این صورت که شیر برقی آب همان شیر برقی یا سلونوئیدی است که به منظور کنترل سیال آب مورد استفاده قرار می گیرد.

از این مدل شیر برقی در صنایع وابسته به آب مانند کشاورزی، آبیاری قطره ای و آبرسانی به ساختمان ها استفاده می شود.

انواع مختلف شیر برقی یا سولنوئیدی

1. شیر برقی جریان مستقیم

در شیر برقی جریان مستقیم، کویل مغناطیسی شیر را در جهت مستقیم باز می کند و در این مدل از شیر برقی باز و بسته شدن شیر توسط تحریک یا برق دار شدن بوبین صورت می گیرد.

شیر برقی جریان مستقیم در حالت عادی یا باز هستند و یا بسته. لذا اگر باز باشند، بسته شده و در صورت بسته بودن باز می شوند.

این مدل از شیر برقی به مقدار زیادی نیرو برای باز شدن نیاز دارد، اما با این حال می تواند با وجود جریان ضعیف همچنان باز باقی بماند. بنابراین برای ادامه عملکرد خود به انرژی الکتریکی زیادی نیاز ندارد.

2. شیر برقی پایلوت یا غیر مستقیم

شیر برقی پایلوت توسط فشار وارده بر شیر باز و بسته می شود، و برای مصارف سنگین که شدت جریان سیال بیشتر است، از این مدل شیر برقی استفاده می شود.

هر چند که شیر برقی پایلوت به انرژی الکتریکی کمتری برای عمل نیاز دارد، اما آن ها به نیروی بیشتری برای باز نگه داشته شدن نیاز دارند و سرعت عمل این مدل شیر برقی از مدل جریان مستقیم کندتر است.

3. شیر برقی دو راهه

در شیر برقی دو راهه هر دو طرف شیر برای عبور یا قطع عبور جریان سیال مورد استفاده قرار می گیرند و می توانند در هر دو حالت باز و بسته کار کنند.

وقتی شیر در حالت باز قرار دارد، شیر همچنان به حالت باز خود باقی می ماند، تا زمانی که نوعی جریان به شیر اضافه شود که باعث بسته شدن آن شود.

اما استفاده از شیر برقی دو راهه در حالت بسته بیشتر رایج است، که در این مدل شیر تا زمانی که نیروی الکتریکی به آن وارد نشود و آن را باز نکند، همچنان به حالت بسته بودن ادامه می دهد.

4. شیر برقی سه راه

شیر برقی سه راه دارای سه عدد پورت می باشد. از این مدل شیر برقی در تجهیزاتی استفاده می شود که جریان برق کامل و متناوب برای عمل کردن شیر مورد نیاز باشد. از این مدل شیر برقی در دستگاه های قهوه ساز و یا ماشین لباسشویی استفاده می شود.

5. شیر برقی چهار راهه

شیر برقی چهار راهه می تواند تعداد چهار عدد یا بیشتر پورت اتصال دهنده داشته باشد. از این نوع شیر برقی به همراه اکچیوتر استفاده می شود.

شیرهای برقی چهار راهه در چند حالت نرمال بسته، نرمال باز و یا به صورت ترکیبی از این دو حالت هستند.

شیر برقی پنوماتیک چیست؟

شیرهای برقی به دو دسته کلی شیر برقی هیدرولیکی یعنی مخصوص سیالات مایع و شیر برقی پنیوماتیکی تقسیم بندی می شوند.

شیر پنوماتیک قطعه ای است که برای کنترل، قطع و وصل فشار و میزان جریان هوای عبوری در یک سیستم پنوماتیکی به کار گرفته می شود.

نیروی وارده برای باز و بسته شدن شیر پنوماتیک از طریق دستی، الکتریکی و یا پنوماتیکی تامین می شود. لذا شیرهای پنوماتیک الکتریکی در واقع نوعی شیر برقی هستند که از طریق انرژی الکتریکی ایجاد شده در هسته بوبین عمل می کنند.

نحوه عملکرد شیر برقی پنوماتیک همانند شیر برقی معمولی است، به این صورت که بوبین داخل شیر قابل تحریک با ولتاژهای متفاوت بوده و با کمک همین مقدار انرژی الکتریکی شیر باز و بسته می شود.

البته انواع مختلفی از شیر برقی پنوماتیک وجود دارند که از آن جمله می توان به موارد ذیل اشاره کرد:

• شیر یکسو کننده پنوماتیک
• شیر کنترل کننده فشار
• شیر پنوماتیک کنترل جریان
• شیر پنوماتیک قطع و وصل کننده جریان

شیر برقی کولر گازی چیست؟

همانطور که تا این قسمت از متن دریافتید، تنوع شیرهای برقی بسیار زیاد است و بر اساس آنچه در تعریف شیر برقی گفتیم، از این قطعه می توان برای کنترل جریان هر سیالی از جمله انواع مایعات و گازها استفاده کرد.

همچنین آموختیم که شیر برقی پنوماتیک مختص صنایع و تجهیزاتی است که با حرکت سیال گاز و یا هوا در تماس هستند.

یکی از انواع شیر برقی به شیر برقی کولر گازی مربوط می شود، دلیل استفاده از شیر برقی در سیستم کولر گازی و اسپلیت این است که کولر گازی های دارای هر دو سیستم گرمایش و سرمایش باید به یک عدد شیر برقی برای تغییر سیستم از حالت سرمایش به گرمایش مجهز باشند.

بنابراین تغییر حالت کولر گازی از سرمایش به گرمایش توسط شیر برقی کولر گازی یا شیر سه راهی صورت می گیرد و در مورد سیستم های کولر گازی که تنها دارای سیستم سرمایشی هستند، از شیر برقی استفاده نشده است.

نحوه کار شیر برقی در کولر گازی به این صورت است که به محض تنظیم دستگاه به حالت گرمایش با کمک ریموت کنترل دستگاه، برد کولر گازی به بوبین شیر برقی این فرمان را ارسال می کند که مسیر رفت و برگشت گاز مبرد کولر را تغییر دهد.

لذا کولر گازی حالت سرمایش را متوقف کرده و در ادامه در حالت گرمایش به کار خود ادامه می دهد.

شیر برقی کنیستر چیست؟

یکی دیگر از مصارف شیرهای برقی در صنایع خودرو سازی و به نام شیر برقی کنیستر است. به منظور توضیح در این باره می توان گفت، در قسمت باک خودرو مخزنی به نام کنیستر وجود دارد که حاوی کربن فعال است.

از این مخزن به منظور جمع آوری و حذب بخارات بنزین استفاده می شود. بعد از اینکه بخارات در داخل مخزن کنیستر جمع شدند، باید توسط مجرای لوله شکل تعبیه شده بر روی مخزن به طرف مانیفولد هوا هدایت شوند، تا خودرو در زمان مناسب آن ها را بسوزاند.

هدایت بخارات بنزین جذب شده در مخزن به سمت مانیفولد هوا وظیفه شیر تخلیه برقی کنستر یا شیر تخلیه بنزین است. عملکرد این شیر به این صورت است که تمام فعالیت آن توسط ECU کنترل می شود.

در این راستا یک سر سیم پیچ با بوبین شیر برقی به مثبت باطری و طرف دیگر آن به ECU می باشد، تا بار منفی را دریافت کند و از این طریق برق لازم برای راه اندازی شیر برقی کنستر تامین می شود.

شیر برقی نامور چیست؟

شیر برقی نامور می تواند به صورت مستقیم و بدون هیچ گونه اتصال اضافی به یک اکچیوتر پنوماتیک متصل شده و همانند یک شیر برقی یا سلونوئیدی برای هدایت هوای فشرده عمل کند.

نحوه عملکرد شیر برقی نامور به این صورت است که وقتی توسط کویل بوبین دارای انرژی الکتریکی شود، میدان مغناطیسی تولید کرده و همین میدان سبب حرکت پیستون درون شیر نامور می شود.

در این مرحله هوا می تواند وارد نشیمن گاه پایلوت شده و از این طریق پیستون را به سمت جلو حرکت دهد، وقتی پیستون حرکت کند، مسیر ورود و خروج هوا به اکچیوتر پنوماتیک فراهم می شود.

یکی از پرکاربردترین محل ها برای استفاده از شیر برقی نامور در صنایع اتوماسیون صنعتی است.

شیر برقی تدریجی چیست؟

یکی از مهمترین مصارف شیر برقی در صنایع وابسته به گاز مشعل و دیگر کاربردهای گازی به صورت شیر برقی تدریجی است.

چرا که شیر برقی تدریجی نقش تامین کننده ایمنی و همچنین کنترل کننده جریان گاز را در تجهیزات گازی را به عهده دارد.

به این صورت که این شیر در حالت عادی به صورت بسته است، اما این قابلیت را دارد که جریان ابتدایی گاز را با سرعت قابل تنظیم به شکل تدرجی زیاد کند.

نحوه عملکرد شیر برقی تدریجی به این صورت است که وقتی بوبین شیر برق دار می شود، شیر برقی تدریجی به سرعت در بخش ابتدایی جریان باز می شود، سپس به تدریج و با سرعت قابل تنظیم و حتی در مواقعی که برق قطع است، شیر به سرعت بسته می شود.

انواع کاربرد شیر برقی تدریجی عبارتند از:

• مسدود کننده هوا و گاز
• کنترل و تنظیم مشعل اتمسفریک
• کنترل و تنظیم مشعل فن دار
• قابل استفاده در کوره های صنعتی

موارد استفاده از انواع شیر برقی

در بیشتر تجهیزات کنترلی سیالات بسیار ضروری است که جریان سیال آغاز و یا متوقف شود. در نتیجه از انواع شیر برقی برای این هدف استفاده می شود.

بنابراین بیشترین میزان مصرف از شیرهای برقی در چرخه های سیال یعنی مایعات و گازها است. زیرا در این سری زیر مجموعه ها به شیری نیاز است که به راحتی، از راه دور و بدون نیاز به تماس دست جریان سیال کنترل شده و شیر باز و بسته شود.

با توجه به مطالب ذکر شده و بیان انواع شیر برقی از جمله تجهیزات و سیستم هایی که از این وسیله استفاده می کنند، می توان به موارد ذیل اشاره کرد:

• سیستم آب رسانی و لوله کشی آب ساختمان
• سیستم تصفیه آب آشامیدنی
• تصفیه آب های فاضلابی
• ماشین آلات و تجهیزات ساختمانی
• سیستم های خنک کننده و روانکاری
• پکیج
• سیستم های تهویه ساختمانی بزرگ
• کنترل کننده های آب و هوا
• سیستم های حفاظتی
• سیستم های اطفاء حریق
• کمپرسورها
• شیر اطمینان و تخلیه
• سیستم سوخت رسانی
• تجهیزات حمل و نقل
• سیستم های کنترل سوخت مشعل گازی موتورخانه
• کروماتوگرافی گاز
• تجهیزات آنالیز خون

جمع بندی:

همانطور که از متن می توان برداشت کرد، انواع شیر برقی یکی از پرکاربردترین قطعاتی است که در کلیه صنایع مرتبط با سیالات مایع و گاز برای کنترل، قطع و وصل جریان سیال می شود از آن استفاده کرد.

از جمله مزایای شیر برقی می توان به سرعت بالا، امنیت زیاد، طول عمر طولانی، نیروی محدود برای راه اندازی، نصب و تعویض راحت و طراحی جمع و جور قطعه اشاره کرد.

البته توجه داشته باشید که شیر برقی این امکان را نیز دارد که در صورت قطعی برق به صورت دستی کنترل شود، لذا هیچگونه محدودیتی در استفاده از این وسیله وجود ندارد.

تنها موردی که باید در هنگام انتخاب شیر برقی به آن دقت کرد، نوع سیستم مورد نظر و یافتن شیر برقی مطابق با نیاز آن سیستم است.

بنابراین همانطور که انتخاب و نصب این قطعه مهم است، خراب شدن آن نیز می تواند نشملات بسیاری را برای دستگاه به وجود آورد.

لذا توصیه ما به شما این است که در صورت نیاز به راهنمایی و در صورت بروز هرگونه مشکل با شیر برقی موجود در کولر گازی، پکیج، مشعل موتورخانه و... با همکاران ما در گروه تاسیسات 24 ساعته تماس گرفته و سفارش خود را در سراسر تهران ثبت کنید.

منابع انگلیسی:

منبع 1    منبع 2     منبع 3     منبع 4     منبع 5     منبع 6